本書主要介紹智慧型結構分析的新理論新方法，重點介紹作者研究的新成果。全書共二十六章，內容包括：基本概念，壓電智慧型非線性本構關係，壓電熱動力變分原理，智慧型結構理論，壓電智慧型結構線性及非線性分析的新理論新方法，非線性分析的新算法，壓電材料參數識別分析的新方法，電磁熱彈塑性體系變分原理，形狀記憶合金及形狀記憶聚合物智慧型變分原理，形狀記憶智慧型結構分析的新理論新方法，智慧型結構的動力穩定性、動力承載能力及體系可靠度分析的新理論新方法，大型複雜智慧型結構分析的新理論新方法及其工程套用。本書是作者的一部科研成果專著，內容豐富、新穎、富有創造性，不僅有理論意義，而且有套用價值。 本書可供航空航天工程、土木工程、水利工程、防災減災抗災工程、國防工程、航海工程及工程力學等專業的科技人員，高校師生、研究生學習及參考。
基本介紹
- 書名：智慧型結構分析的新理論新方法
- 出版社：科學出版社
- 頁數：483頁
- 開本：16
- 作者：秦榮
- 出版日期：2014年3月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787030401007
內容簡介,圖書目錄,序言,
內容簡介
《智慧型結構分析的新理論新方法》由科學出版社出版。《智慧型結構分析的新理論新方法》是作者的一部科研成果專著，內容豐富、新穎、富有創造性，不僅有理論意義，而且有套用價值。《智慧型結構分析的新理論新方法》可供航空航天工程、土木工程、水利工程、防災減災抗災工程、國防工程、航海工程及工程力學等專業的科技人員，高校師生、研究生學習及參考。
圖書目錄
前言
第一章基本概念
1.1壓電智慧型材料
1.2形狀記憶合金
1.2.1形狀記憶效應
1.2.2馬氏體相變
1.2.3超彈性效應
1.2.4SMA
1.3磁致形狀記憶合金
1.4電（磁）流變體智慧型材料
1.4.1電流變體
1.4.2磁流變體
1.4.3ERF/MRF的特性
1.4.4ERF/MRF研究及套用
1.5鐵電微觀模型
1.6壓電陶瓷非線性成因
1.6.1壓電陶瓷位移的微觀機理
1.6.2非線性成因
1.6.3非線性及遲滯的影響因素
1.7套用前景
1.7.1智慧型結構在航空航天工程中的套用
1.7.2智慧型結構在土木工程中的套用
1.7.3智慧型結構在機器人中的套用
1.8展望
參考文獻
第二章壓電非線性智慧型本構關係
2.1智慧型結構仿生學模型
2.2智慧型線彈性—壓電本構關係
2.3彈塑性—壓電本構關係
2.3.1彈塑性—壓電本構關係
2.3.2熱彈塑性—壓電本構關係
2.4非線性—壓電本構關係
2.5壓電巨觀本構關係與微觀模型的關係
2.5.1本構關係
2.5.2電疇翻轉對巨觀物理量的影響
2.5.3電疇翻轉驅動力與體積分數的關係
2.5.4壓電非線性本構行為的計算方法
參考文獻
第三章壓電熱動力智慧型變分原理
3.1加權殘數法
3.2壓電熱彈性動力問題
3.2.1動力方程——應力與體力關係
3.2.2電場控制方程
3.2.3幾何方程——應變與位移關係
3.2.4熱場控制方程
3.2.5本構方程
3.2.6邊界條件
3.2.7初始條件
3.3壓電熱彈性瞬時變分原理
3.3.1瞬時勢能原理
3.3.2瞬時余能原理
3.4壓電熱彈性瞬時廣義變分原理
3.4.1第一種壓電熱彈性九類變數瞬時廣義變分原理
3.4.2第二種壓電熱彈性九類變數瞬時廣義變分原理
3.4.3等價原理
3.4.4壓電熱彈性體的勢能密度及余能度
3.4.5第三種壓電熱彈性廣義變分原理
3.5壓電熱彈性瞬時廣義虛功原理
3.6壓電智慧型結構幾何非線性瞬時變分原理
3.6.1基本方程
3.6.2熱壓電智慧型結構幾何非線性瞬時變分原理
3.6.3熱壓電智慧型結構幾何非線性瞬時廣義變分原理
3.6.4壓電彈性體的勢能密度及余能密度
3.7壓電智慧型結構雙重非線性瞬時變分原理
3.7.1基本方程
3.7.2壓電智慧型雙重非線性瞬時變分原理
3.7.3壓電智慧型結構雙重非線性瞬時廣義變分原理
3.7.4壓電彈塑性體的勢能密度及余能密度
參考文獻
第四章壓電智慧型梁動力問題
4.1智慧型梁理論
4.1.1位移模式
4.1.2幾何方程
4.1.3智慧型本構關係
4.1.4智慧型變分原理
4.2智慧型樣條有限點法
4.2.1樣條離散化
4.2.2建立智慧型樣條離散化泛函
4.2.3建立智慧型樣條離散化動力方程
4.3智慧型樣條子域法
4.3.1劃分子域
4.3.2建立智慧型樣條子域
4.3.3建立智慧型梁樣條離散化動力方程
4.4智慧型梁振動主動控制
4.4.1基本原理
4.4.2智慧型結構振動主動控制算法
4.4.3智慧型結構分析的新方法
4.5計算例題
4.6附錄：樣條函式
4.6.1樣條函式
4.6.2智慧型梁
參考文獻
第五章智慧型樣條有限點法
5.1智慧型板殼理論
5.1.1位移模式
5.1.2幾何方程
5.1.3智慧型扁殼本構關係
5.1.4智慧型變分原理
5.2智慧型樣條有限點法
5.2.1單樣條有限點法
5.2.2雙樣條有限點法
5.2.3雙向單樣條有限點法
5.3計算例題
5.4附錄
5.4.1位移模式
5.4.2幾何方程
5.4.3樣條形函式
5.4.4應變轉換矩陣
5.4.5積分公式
參考文獻
第六章智慧型樣條無格線法
6.1基本原理
6.1.1徑向樣條基函式
6.1.2樣條無格線法
6.2智慧型彈性體問題
6.3智慧型板殼問題
6.4計算例題
參考文獻
第七章智慧型QR法
7.1基本原理
7.2智慧型板殼分析的QR法
7.3智慧型板殼振動控制
7.4計算例題
7.5附錄
7.5.1智慧型梁單元
7.5.2智慧型板單元
7.5.3智慧型板殼單元
參考文獻
第八章壓電智慧型結構幾何非線性動力問題
8.1智慧型非線性動力變分原理
8.1.1基本方程
8.1.2智慧型結構幾何非線性瞬時勢能原理
8.1.3智慧型結構幾何非線性瞬時廣義變分原理
8.2智慧型梁幾何非線性問題
8.2.1基本理論
8.2.2非線性樣條有限點法
8.2.3小結
8.3智慧型板殼幾何非線性問題
8.3.1基本理論
8.3.2非線性樣條有限點法
8.3.3小結
8.4智慧型圓板問題
8.5計算例題
參考文獻
第九章壓電智慧型結構材料非線性動力問題
9.1壓電智慧型梁材料非線性動力問題
9.1.1本構關係
9.1.2幾何方程
9.1.3變分原理
9.1.4樣條有限點法
9.2壓電智慧型板殼材料非線性動力問題
9.2.1壓電非線性本構關係
9.2.2幾何方程
9.2.3變分原理
9.2.4智慧型樣條無格線法
9.3壓電陶瓷非線性斷裂問題
9.3.1智慧型QR法
9.3.2斷裂問題
9.4計算例題
參考文獻
……
第十章智慧型壓電結構雙重非線性動力問題
第十一章智慧型結構動力反應分析的新算法
第十二章智慧型結構靜力非線性分析的新算法
第十三章壓電材料參數識別分析的新方法
第十四章電磁熱體系非線性問題
第十五章形狀記憶合金巨觀本構關係
第十六章形狀記憶聚合物巨觀本構關係
第十七章形狀記憶智慧型結構分析的新方法
第十八章智慧型結構動力穩定性
第十九章智慧型控制的新算法
第二十章智慧型框架靜力控制分析的新方法
第二十一章智慧型框架動力控制分析的新方法
第二十二章智慧型高層與超高層建築結構分析的新方法
第二十三章智慧型結構穩定性分析的新方法
第二十四章智慧型結構承載能力分析的新方法
第二十五章智慧型結構體系可靠性分析的新方法
第二十六章智慧型大跨度橋結構分析的新方法
第一章基本概念
1.1壓電智慧型材料
1.2形狀記憶合金
1.2.1形狀記憶效應
1.2.2馬氏體相變
1.2.3超彈性效應
1.2.4SMA
1.3磁致形狀記憶合金
1.4電（磁）流變體智慧型材料
1.4.1電流變體
1.4.2磁流變體
1.4.3ERF/MRF的特性
1.4.4ERF/MRF研究及套用
1.5鐵電微觀模型
1.6壓電陶瓷非線性成因
1.6.1壓電陶瓷位移的微觀機理
1.6.2非線性成因
1.6.3非線性及遲滯的影響因素
1.7套用前景
1.7.1智慧型結構在航空航天工程中的套用
1.7.2智慧型結構在土木工程中的套用
1.7.3智慧型結構在機器人中的套用
1.8展望
參考文獻
第二章壓電非線性智慧型本構關係
2.1智慧型結構仿生學模型
2.2智慧型線彈性—壓電本構關係
2.3彈塑性—壓電本構關係
2.3.1彈塑性—壓電本構關係
2.3.2熱彈塑性—壓電本構關係
2.4非線性—壓電本構關係
2.5壓電巨觀本構關係與微觀模型的關係
2.5.1本構關係
2.5.2電疇翻轉對巨觀物理量的影響
2.5.3電疇翻轉驅動力與體積分數的關係
2.5.4壓電非線性本構行為的計算方法
參考文獻
第三章壓電熱動力智慧型變分原理
3.1加權殘數法
3.2壓電熱彈性動力問題
3.2.1動力方程——應力與體力關係
3.2.2電場控制方程
3.2.3幾何方程——應變與位移關係
3.2.4熱場控制方程
3.2.5本構方程
3.2.6邊界條件
3.2.7初始條件
3.3壓電熱彈性瞬時變分原理
3.3.1瞬時勢能原理
3.3.2瞬時余能原理
3.4壓電熱彈性瞬時廣義變分原理
3.4.1第一種壓電熱彈性九類變數瞬時廣義變分原理
3.4.2第二種壓電熱彈性九類變數瞬時廣義變分原理
3.4.3等價原理
3.4.4壓電熱彈性體的勢能密度及余能度
3.4.5第三種壓電熱彈性廣義變分原理
3.5壓電熱彈性瞬時廣義虛功原理
3.6壓電智慧型結構幾何非線性瞬時變分原理
3.6.1基本方程
3.6.2熱壓電智慧型結構幾何非線性瞬時變分原理
3.6.3熱壓電智慧型結構幾何非線性瞬時廣義變分原理
3.6.4壓電彈性體的勢能密度及余能密度
3.7壓電智慧型結構雙重非線性瞬時變分原理
3.7.1基本方程
3.7.2壓電智慧型雙重非線性瞬時變分原理
3.7.3壓電智慧型結構雙重非線性瞬時廣義變分原理
3.7.4壓電彈塑性體的勢能密度及余能密度
參考文獻
第四章壓電智慧型梁動力問題
4.1智慧型梁理論
4.1.1位移模式
4.1.2幾何方程
4.1.3智慧型本構關係
4.1.4智慧型變分原理
4.2智慧型樣條有限點法
4.2.1樣條離散化
4.2.2建立智慧型樣條離散化泛函
4.2.3建立智慧型樣條離散化動力方程
4.3智慧型樣條子域法
4.3.1劃分子域
4.3.2建立智慧型樣條子域
4.3.3建立智慧型梁樣條離散化動力方程
4.4智慧型梁振動主動控制
4.4.1基本原理
4.4.2智慧型結構振動主動控制算法
4.4.3智慧型結構分析的新方法
4.5計算例題
4.6附錄：樣條函式
4.6.1樣條函式
4.6.2智慧型梁
參考文獻
第五章智慧型樣條有限點法
5.1智慧型板殼理論
5.1.1位移模式
5.1.2幾何方程
5.1.3智慧型扁殼本構關係
5.1.4智慧型變分原理
5.2智慧型樣條有限點法
5.2.1單樣條有限點法
5.2.2雙樣條有限點法
5.2.3雙向單樣條有限點法
5.3計算例題
5.4附錄
5.4.1位移模式
5.4.2幾何方程
5.4.3樣條形函式
5.4.4應變轉換矩陣
5.4.5積分公式
參考文獻
第六章智慧型樣條無格線法
6.1基本原理
6.1.1徑向樣條基函式
6.1.2樣條無格線法
6.2智慧型彈性體問題
6.3智慧型板殼問題
6.4計算例題
參考文獻
第七章智慧型QR法
7.1基本原理
7.2智慧型板殼分析的QR法
7.3智慧型板殼振動控制
7.4計算例題
7.5附錄
7.5.1智慧型梁單元
7.5.2智慧型板單元
7.5.3智慧型板殼單元
參考文獻
第八章壓電智慧型結構幾何非線性動力問題
8.1智慧型非線性動力變分原理
8.1.1基本方程
8.1.2智慧型結構幾何非線性瞬時勢能原理
8.1.3智慧型結構幾何非線性瞬時廣義變分原理
8.2智慧型梁幾何非線性問題
8.2.1基本理論
8.2.2非線性樣條有限點法
8.2.3小結
8.3智慧型板殼幾何非線性問題
8.3.1基本理論
8.3.2非線性樣條有限點法
8.3.3小結
8.4智慧型圓板問題
8.5計算例題
參考文獻
第九章壓電智慧型結構材料非線性動力問題
9.1壓電智慧型梁材料非線性動力問題
9.1.1本構關係
9.1.2幾何方程
9.1.3變分原理
9.1.4樣條有限點法
9.2壓電智慧型板殼材料非線性動力問題
9.2.1壓電非線性本構關係
9.2.2幾何方程
9.2.3變分原理
9.2.4智慧型樣條無格線法
9.3壓電陶瓷非線性斷裂問題
9.3.1智慧型QR法
9.3.2斷裂問題
9.4計算例題
參考文獻
……
第十章智慧型壓電結構雙重非線性動力問題
第十一章智慧型結構動力反應分析的新算法
第十二章智慧型結構靜力非線性分析的新算法
第十三章壓電材料參數識別分析的新方法
第十四章電磁熱體系非線性問題
第十五章形狀記憶合金巨觀本構關係
第十六章形狀記憶聚合物巨觀本構關係
第十七章形狀記憶智慧型結構分析的新方法
第十八章智慧型結構動力穩定性
第十九章智慧型控制的新算法
第二十章智慧型框架靜力控制分析的新方法
第二十一章智慧型框架動力控制分析的新方法
第二十二章智慧型高層與超高層建築結構分析的新方法
第二十三章智慧型結構穩定性分析的新方法
第二十四章智慧型結構承載能力分析的新方法
第二十五章智慧型結構體系可靠性分析的新方法
第二十六章智慧型大跨度橋結構分析的新方法
序言
智慧型結構體系是一種仿生結構體系，它集主結構、智慧型感測器、智慧型驅動器及智慧型控制器於一體，具有結構健康自診斷自監控、環境自適應、損傷自癒合自修復的生命特徵及智慧型功能，在危險發生時能自己保護自己。由此可知，智慧型結構具有生命及智慧型，可保證結構安全可靠及經濟合理，突破了傳統結構體系。
智慧型結構已在航空航天、精密儀器、微型機電系統、機器人、汽車、船舶、土木工程、水利水電工程、建築工程、國防工程及防災減災抗災工程方面展現了廣泛的套用前景，引起世界已開發國家的極大重視。近十多年來，美國、日本、英國、德國等許多國家投入大量的人力、物力及財力用於智慧型結構的研究及探索，使智慧型結構得到迅速發展，研製了不少智慧型材料，但其研究主要集中在智慧型材料及簡單智慧型結構方面的研究，主要利用傳統方法及實驗方法進行研究，還沒有系統地建立智慧型結構分析及設計的新理論新方法。
智慧型結構分析的新理論新方法是推動智慧型結構發展的重要理論基礎，它是結構健康診斷與監控智慧型體系、結構振動與災害反應智慧型控制體系、結構局部損傷與修復智慧型體系及結構安全監控智慧型體系的重要理論基礎。因此，智慧型結構分析的新理論新方法是極重要的研究方向，它是當前國際前沿的研究領域。目前，國內外對智慧型結構的分析主要採用有限元法。有限元法是一種格線法，利用它分析複雜的智慧型結構有巨大困難及嚴重缺陷。另外，目前國內外對智慧型結構分析在力場方面，主要考慮智慧型結構線彈性問題，而考慮智慧型結構非線性（幾何非線性及材料非線性）問題的文獻很少見，根本沒有分析智慧型結構雙重非線性問題的研究成果，另外，智慧型本構關係是智慧型結構分析的基礎，目前問題很多，例如：①目前國內外在壓電智慧型結構方面只有線彈性智慧型本構關係，沒有建立彈塑性/彈黏塑性智慧型本構關係，無法分析壓電智慧型結構力場非線性問題。②在形狀記憶合金本構關係方面，國內外從微觀力學、細觀力學及巨觀力學出發做過許多研究，對形狀記憶合金智慧型結構的發展有很大的貢獻。但存在許多問題：從微觀力學及細觀力學出發建立的本構關係，測量參數有很大的困難，在工程上無法套用；從巨觀力學出發建立的本構關係，仍利用經典塑性本構關係描述塑性行為，這對形狀記憶合金智慧型結構非線性分析帶來巨大困難及嚴重缺陷。對於大型複雜智慧型結構，必須進行雙重非線性分析才能保證它的安全可靠及經濟合理。這顯然需要另外創立智慧型結構分析的新理論新方法。
智慧型結構體系是21世紀世界各國列為優先發展的研究領域及高新科技產業之一，也是當前結構防災減災抗災的前沿研究領域。21世紀是智慧型結構時代，智慧型結構分析的新理論新方法是當前國際前沿研究領域。由此可見，致力於研究智慧型結構分析的新理論新方法有重要意義，不僅是長遠之計，也是當務之急。
1998年以來，作者針對智慧型結構分析存在的問題，致力於研究智慧型結構分析的新理論新方法，獲得一系列新成果：①在理論上，對智慧型結構分析時不僅考慮力場及電場線性問題，而且還考慮力場及電場非線性問題，創立了智慧型結構新的智慧型本構關係，新的智慧型變分原理及新的智慧型廣義變分原理。②在方法上，對智慧型結構分析不用有限元法，而採用樣條函式方法，創立了智慧型結構分析的新方法：智慧型樣條有限點法、智慧型樣條子域法、智慧型QR法、智慧型樣條加權殘數法、智慧型樣條邊界元法及智慧型樣條無格線法。這些新方法比有限元法優越，克服了有限元法分析複雜智慧型結構帶來的巨大困難及嚴重缺陷，突破了有限元法的局限性，為智慧型結構分析及設計開拓了新途徑。③在算法上，利用樣條加權殘數法創立了智慧型結構振動控制及動力反應的新算法。由上述新成果可知，作者創立了智慧型結構分析的新理論新方法。
2005年，作者出版了一部專著——《智慧型結構力學》，這是國內外研究智慧型結構力學的第一部專著，奠定了智慧型結構力學的新理論基礎。2005年後（2005~2012年），作者在智慧型本構關係、智慧型廣義變分原理、智慧型結構分析的新方法、智慧型結構振動控制、智慧型結構非線性分析的新方法、智慧型結構動力極限承載能力、智慧型結構體系可靠性及電磁熱彈塑性分析的新理論新方法方面，又獲得了一系列新成果。2012年3月廣西科技廳組織成果評審，同行專家評審認為本成果創立的智慧型結構分析的新理論性方法，為國內外首創，達到了國際領先水平。作者決定在上述基礎上出版一部專著：《智慧型結構分析的新理論新方法》。
本書是在上述成果基礎上撰寫成的，是作者科研成果的總結，是一部科研成果專著。主要介紹智慧型結構分析的新理論新方法，內容豐富，新穎，富有創造性，因此對促進智慧型結構的科技進步有重要意義。
本書是在《智慧型結構力學》的基礎上修改及補充寫成的，有突破性的新進展，創立了智慧型結構分析的新理論新方法。本書共二十六章。第一章主要介紹智慧型材料性質、智慧型結構的套用及發展前途。第二章主要介紹壓電智慧型本構關係，在簡介基本概念的基礎上，重點介紹作者的新成果：壓電彈塑性智慧型本構關係、壓電熱彈塑性智慧型本構關係、壓電非線性智慧型本構關係（力場電場都是非線性的）、巨觀本構關係與微觀模型的關係，這些新成果填補了這方面的空白，奠定了智慧型結構非線性分析的新理論基礎。第三章主要介紹智慧型變分原理及智慧型廣義變分原理。在簡介基本概念的基礎上重點介紹作者的新成果：壓電熱雙重非線性瞬時廣義變分原理。這個變分原理是作者利用加權殘數法創立的，填補了這方面的空白，它是一個統一的新變分原理，對智慧型結構雙重非線性問題、幾何非線性問題、材料非線性問題及線彈性問題的分析都適用，奠定了智慧型結構分析的新理論基礎。
第四至七章主要介紹壓電智慧型結構線彈性分析的新方法，重點介紹作者的新成果：智慧型樣條有限點法、智慧型樣條無格線法及智慧型QR法。這些新方法突破了有限元法，為智慧型結構分析開拓了新途徑。第八至十章主要介紹壓電智慧型結構非線性分析的新方法，重點介紹作者新成果：智慧型非線性樣條有限點法、智慧型非線性無格線法及智慧型非線性QR法，這些新方法突破了有限元法，為壓電智慧型結構非線性分析開拓了新途徑。第十一至十四章主要介紹智慧型結構非線性分析的新算法、壓電材料參數識別分析的新方法、電磁熱彈塑性體系分析的新理論新方法。
第十五至十七章主要介紹形狀記憶智慧型結構分析的新理論新方法，在簡介基本概念的基礎上，重點介紹作者的新成果：形狀記憶合金智慧型本構關係、形狀記憶聚合物智慧型本構關係、智慧型變分原理及智慧型結構分析的新方法。這些新理論新方法，為形狀記憶智慧型結構分析開拓了新途徑。第十八章主要介紹壓電智慧型結構動力穩定性分析的新方法。
第十九至二十一章主要介紹壓電智慧型結構振動控制的新算法，重點介紹作者的新成果：智慧型控制樣條加權殘數法、最優智慧型控制-樣條加權殘數法及模糊控制算法。
第二十二至二十六章主要介紹大型複雜智慧型結構分析的新理論新方法，其為大型複雜智慧型結構的分析開拓了新途徑。其中，
第二十三章主要介紹智慧型結構穩定性分析的新方法，其為智慧型結構穩定性分析開拓了新途徑。
第二十四章主要介紹智慧型結構動力極限承載能力分析的新理論新方法，其為智慧型結構極限分析開拓了新途徑。
第二十五章主要介紹智慧型結構體系可靠度分析的新理論新方法，其為智慧型結構體系可靠性分析開拓了新途徑。
1998年以來，上述內容對作者的碩士生及博士生講授過，反映很好。至今在這方面培養了3位博士及9位碩士。
本書獲得廣西大學土木建築工程學院及廣西大學“211工程”項目資助出版，特此對廣西大學及土木建築工程學院表示衷心感謝！
在本書的寫作過程中，作者得到了許多同行的熱情關照及大力支持，作者指導的許多碩士生及博士生利用這些新理論新方法編製程序，算過許多例題，其中秦俊、李雙蓓及文紅為本書做過許多有益的工作，特此對他們表示衷心的感謝！
由於作者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請指正！
智慧型結構已在航空航天、精密儀器、微型機電系統、機器人、汽車、船舶、土木工程、水利水電工程、建築工程、國防工程及防災減災抗災工程方面展現了廣泛的套用前景，引起世界已開發國家的極大重視。近十多年來，美國、日本、英國、德國等許多國家投入大量的人力、物力及財力用於智慧型結構的研究及探索，使智慧型結構得到迅速發展，研製了不少智慧型材料，但其研究主要集中在智慧型材料及簡單智慧型結構方面的研究，主要利用傳統方法及實驗方法進行研究，還沒有系統地建立智慧型結構分析及設計的新理論新方法。
智慧型結構分析的新理論新方法是推動智慧型結構發展的重要理論基礎，它是結構健康診斷與監控智慧型體系、結構振動與災害反應智慧型控制體系、結構局部損傷與修復智慧型體系及結構安全監控智慧型體系的重要理論基礎。因此，智慧型結構分析的新理論新方法是極重要的研究方向，它是當前國際前沿的研究領域。目前，國內外對智慧型結構的分析主要採用有限元法。有限元法是一種格線法，利用它分析複雜的智慧型結構有巨大困難及嚴重缺陷。另外，目前國內外對智慧型結構分析在力場方面，主要考慮智慧型結構線彈性問題，而考慮智慧型結構非線性（幾何非線性及材料非線性）問題的文獻很少見，根本沒有分析智慧型結構雙重非線性問題的研究成果，另外，智慧型本構關係是智慧型結構分析的基礎，目前問題很多，例如：①目前國內外在壓電智慧型結構方面只有線彈性智慧型本構關係，沒有建立彈塑性/彈黏塑性智慧型本構關係，無法分析壓電智慧型結構力場非線性問題。②在形狀記憶合金本構關係方面，國內外從微觀力學、細觀力學及巨觀力學出發做過許多研究，對形狀記憶合金智慧型結構的發展有很大的貢獻。但存在許多問題：從微觀力學及細觀力學出發建立的本構關係，測量參數有很大的困難，在工程上無法套用；從巨觀力學出發建立的本構關係，仍利用經典塑性本構關係描述塑性行為，這對形狀記憶合金智慧型結構非線性分析帶來巨大困難及嚴重缺陷。對於大型複雜智慧型結構，必須進行雙重非線性分析才能保證它的安全可靠及經濟合理。這顯然需要另外創立智慧型結構分析的新理論新方法。
智慧型結構體系是21世紀世界各國列為優先發展的研究領域及高新科技產業之一，也是當前結構防災減災抗災的前沿研究領域。21世紀是智慧型結構時代，智慧型結構分析的新理論新方法是當前國際前沿研究領域。由此可見，致力於研究智慧型結構分析的新理論新方法有重要意義，不僅是長遠之計，也是當務之急。
1998年以來，作者針對智慧型結構分析存在的問題，致力於研究智慧型結構分析的新理論新方法，獲得一系列新成果：①在理論上，對智慧型結構分析時不僅考慮力場及電場線性問題，而且還考慮力場及電場非線性問題，創立了智慧型結構新的智慧型本構關係，新的智慧型變分原理及新的智慧型廣義變分原理。②在方法上，對智慧型結構分析不用有限元法，而採用樣條函式方法，創立了智慧型結構分析的新方法：智慧型樣條有限點法、智慧型樣條子域法、智慧型QR法、智慧型樣條加權殘數法、智慧型樣條邊界元法及智慧型樣條無格線法。這些新方法比有限元法優越，克服了有限元法分析複雜智慧型結構帶來的巨大困難及嚴重缺陷，突破了有限元法的局限性，為智慧型結構分析及設計開拓了新途徑。③在算法上，利用樣條加權殘數法創立了智慧型結構振動控制及動力反應的新算法。由上述新成果可知，作者創立了智慧型結構分析的新理論新方法。
2005年，作者出版了一部專著——《智慧型結構力學》，這是國內外研究智慧型結構力學的第一部專著，奠定了智慧型結構力學的新理論基礎。2005年後（2005~2012年），作者在智慧型本構關係、智慧型廣義變分原理、智慧型結構分析的新方法、智慧型結構振動控制、智慧型結構非線性分析的新方法、智慧型結構動力極限承載能力、智慧型結構體系可靠性及電磁熱彈塑性分析的新理論新方法方面，又獲得了一系列新成果。2012年3月廣西科技廳組織成果評審，同行專家評審認為本成果創立的智慧型結構分析的新理論性方法，為國內外首創，達到了國際領先水平。作者決定在上述基礎上出版一部專著：《智慧型結構分析的新理論新方法》。
本書是在上述成果基礎上撰寫成的，是作者科研成果的總結，是一部科研成果專著。主要介紹智慧型結構分析的新理論新方法，內容豐富，新穎，富有創造性，因此對促進智慧型結構的科技進步有重要意義。
本書是在《智慧型結構力學》的基礎上修改及補充寫成的，有突破性的新進展，創立了智慧型結構分析的新理論新方法。本書共二十六章。第一章主要介紹智慧型材料性質、智慧型結構的套用及發展前途。第二章主要介紹壓電智慧型本構關係，在簡介基本概念的基礎上，重點介紹作者的新成果：壓電彈塑性智慧型本構關係、壓電熱彈塑性智慧型本構關係、壓電非線性智慧型本構關係（力場電場都是非線性的）、巨觀本構關係與微觀模型的關係，這些新成果填補了這方面的空白，奠定了智慧型結構非線性分析的新理論基礎。第三章主要介紹智慧型變分原理及智慧型廣義變分原理。在簡介基本概念的基礎上重點介紹作者的新成果：壓電熱雙重非線性瞬時廣義變分原理。這個變分原理是作者利用加權殘數法創立的，填補了這方面的空白，它是一個統一的新變分原理，對智慧型結構雙重非線性問題、幾何非線性問題、材料非線性問題及線彈性問題的分析都適用，奠定了智慧型結構分析的新理論基礎。
第四至七章主要介紹壓電智慧型結構線彈性分析的新方法，重點介紹作者的新成果：智慧型樣條有限點法、智慧型樣條無格線法及智慧型QR法。這些新方法突破了有限元法，為智慧型結構分析開拓了新途徑。第八至十章主要介紹壓電智慧型結構非線性分析的新方法，重點介紹作者新成果：智慧型非線性樣條有限點法、智慧型非線性無格線法及智慧型非線性QR法，這些新方法突破了有限元法，為壓電智慧型結構非線性分析開拓了新途徑。第十一至十四章主要介紹智慧型結構非線性分析的新算法、壓電材料參數識別分析的新方法、電磁熱彈塑性體系分析的新理論新方法。
第十五至十七章主要介紹形狀記憶智慧型結構分析的新理論新方法，在簡介基本概念的基礎上，重點介紹作者的新成果：形狀記憶合金智慧型本構關係、形狀記憶聚合物智慧型本構關係、智慧型變分原理及智慧型結構分析的新方法。這些新理論新方法，為形狀記憶智慧型結構分析開拓了新途徑。第十八章主要介紹壓電智慧型結構動力穩定性分析的新方法。
第十九至二十一章主要介紹壓電智慧型結構振動控制的新算法，重點介紹作者的新成果：智慧型控制樣條加權殘數法、最優智慧型控制-樣條加權殘數法及模糊控制算法。
第二十二至二十六章主要介紹大型複雜智慧型結構分析的新理論新方法，其為大型複雜智慧型結構的分析開拓了新途徑。其中，
第二十三章主要介紹智慧型結構穩定性分析的新方法，其為智慧型結構穩定性分析開拓了新途徑。
第二十四章主要介紹智慧型結構動力極限承載能力分析的新理論新方法，其為智慧型結構極限分析開拓了新途徑。
第二十五章主要介紹智慧型結構體系可靠度分析的新理論新方法，其為智慧型結構體系可靠性分析開拓了新途徑。
1998年以來，上述內容對作者的碩士生及博士生講授過，反映很好。至今在這方面培養了3位博士及9位碩士。
本書獲得廣西大學土木建築工程學院及廣西大學“211工程”項目資助出版，特此對廣西大學及土木建築工程學院表示衷心感謝！
在本書的寫作過程中，作者得到了許多同行的熱情關照及大力支持，作者指導的許多碩士生及博士生利用這些新理論新方法編製程序，算過許多例題，其中秦俊、李雙蓓及文紅為本書做過許多有益的工作，特此對他們表示衷心的感謝！
由於作者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請指正！
